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单线圈变气隙型自感传感器
资料介绍
一、基本结构与工作原理
单线圈变气隙型自感传感器是电感式传感器的典型结构之一，核心原理基于线圈自感量随磁路气隙变化发生改变，通过检测自感量的变化实现对被测非电量信号的转换。其基本结构由三个核心部分组成：线圈、铁芯、可动衔铁，被测物理量通常作用于可动衔铁，推动衔铁产生位移，改变磁路中气隙的宽度，最终使线圈自感发生对应变化。
根据电感的基本计算公式，空心线圈的自感为L = μ0N2S/l，其中μ0为真空磁导率，N为线圈匝数，S为磁路的横截面积，l为磁路的总长度。对于变气隙型自感传感器，磁路总长度由铁芯部分、衔铁部分和气隙部分组成，由于铁芯和衔铁采用导磁率远高于空气的软磁材料制作，铁芯和衔铁的磁阻远小于气隙的磁阻，因此计算总磁阻时可以忽略铁芯和衔铁的磁阻，仅保留气隙磁阻。此时线圈自感可以简化为：
L = N2/ (2Rδ) = (μ0μrN2S) / (2δ)
式中Rδ为单个气隙的磁阻，μr为空气相对磁导率，其值近似等于1，δ为单端气隙的宽度。当衔铁受到被测信号作用产生位移时，气隙宽度δ发生变化，直接改变线圈自感L：若衔铁移动使δ增大，自感L减小；若δ减小，自感L增大。因此只要通过测量电路检测出自感的变化量，就可以得到被测位移量的大小，这就是单线圈变气隙型自感传感器的基本工作原理。
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| 单线圈变气隙型自感传感器.docx | 17K |
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